Question

（2013•陸川縣一模）如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”的字樣，滑動變阻器R₁的阻值變化范圍為0～200Ω，定值電阻R₂的阻值為10Ω．（燈絲的電阻不隨溫度變化）

（1）小燈泡L 的阻值為多少？

（2）當(dāng)S、S₁和S₂都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時，小燈泡L 剛好正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)為多少？電源電壓為多少？

（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到b端，并保證電流表有示數(shù)時，開關(guān)應(yīng)怎樣閉合或斷開才能使電路的總功率最小，該最小功率為多少？

（4）當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到a端，并保證電流表有示數(shù)時，開關(guān)應(yīng)怎樣閉合或斷開才能使電路的總功率最大，該最大功率為多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）小燈泡L的阻值為12Ω；

（2）當(dāng)S、S₁和S₂都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時，此時電流表的示數(shù)為1.1A，電源電壓為6V；

（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到b端，并保證電流表有示數(shù)時，開關(guān)S₁閉合、S₂斷開才能使電路的總功率最小，該最小功率約為0.17W；

（4）當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到a端，并保證電流表有示數(shù)時，開關(guān)S₁斷開、S₂閉合才能使電路的總功率最大，該最大功率為3.6W．

【解析】

試題分析：（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=求出燈泡的電阻；

（2）當(dāng)S、S₁和S₂都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時，燈泡與電阻R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特和燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等可知電源的電壓，根據(jù)歐姆定律求出各支路的電流，利用并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電流表的示數(shù)；

（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到b端，并保證電流表有示數(shù)時，滑動變阻器的最大阻值和燈泡串聯(lián)時電路的總功率最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和P=求出最小功率；

（4）當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到a端，并保證電流表有示數(shù)時，電路只有R₂時電路的總功率最大，根據(jù)P=求出最大功率．

（1）根據(jù)P=可得，燈泡的電阻：

R_L==12Ω；

（2）當(dāng)S、S₁和S₂都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時，燈泡與電阻R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，

∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，

∴電源的電壓U=U=U_L=6V，

∵I=，

∴I₂===0.6A，I_L===0.5A，

∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，

∴此時電流表的示數(shù)：

I=I_L+I₂=0.5A+0.6A=1.1A；

（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到b端，并保證電流表有示數(shù)時，開關(guān)S₁閉合、S₂斷開才能使電路的總功率最滑動變阻器的最大阻值和燈泡串聯(lián)時電路的總功率最小，

∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

∴電路的最小總功率：

P_min==≈0.17W；

（4）當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到a端，并保證電流表有示數(shù)時，開關(guān)S₁斷開、S₂閉合才能使電路的總功率最大，此時電路為R₂的簡單電路，

電路的最大總功率：

P_max===3.6W．

考點(diǎn)：歐姆定律的應(yīng)用；串聯(lián)電路的電流規(guī)律；并聯(lián)電路的電壓規(guī)律；電阻的串聯(lián)；電功率的計算．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)的電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時電路最大和最小功率的判斷